⑴反应部位⑵对氧的需求：⑶三个不可逆反应，三个关键酶⑷产能的方式、数量、部位方式：底物水平磷酸化数量：从G开始2×2-2= 2ATP ⑸终产物：乳酸三、有氧氧化生成的ATP 第五节 糖原的合成与分解 Glycogenesis and Glycogenolysis 第六节糖异生Gluconeogenesis 一、糖异生途径二、糖异生的调节二、血糖水平的调节3. 6- 磷酸葡萄糖水解为葡萄糖Pi 葡萄糖-6- 磷酸酶（肝、肾）非糖物质进入糖异生的途径糖异生的原料首先转变成糖代谢的中间产物生糖氨基酸α- 酮酸-NH2 甘油α- 磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸2H 作用物的互变分别由不同酶催化其单向反应，这种互变循环称之为底物循环(substrate cycle) 6- 磷酸果糖1,6- 双磷酸果糖6- 磷酸果糖激酶-1 果糖双磷酸酶-1 6- 磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6- 磷酸酶己糖激酶PEP 丙酮酸草酰乙酸丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶PEPCK 乙酰CoA 三、糖异生的生理意义1. 空腹和饥饿下维持血糖浓度恒定正常人，空腹安静时，需G 200g （大脑125g 、骨骼肌50g 、视网膜RBC 等40g ）, 肝Gn 仅能提供100 150g ，有25 ％来自糖异生。2. 补充肝糖原3. 调节酸碱平衡酸中毒时H ＋↑肾小管上皮细胞PEPCK↑糖异生↑-KG↓Gln 、Glu 脱氨↑NH3 泌入肾小管腔中和原尿中的H＋NH4 ＋帮助机体排H＋八、乳酸循环(lactose cycle)—（Cori 循环）肝肌肉循环过程葡萄糖葡萄糖葡萄糖酵解途径丙酮酸乳酸NADH NAD+ 乳酸乳酸NAD+ NADH 丙酮酸糖异生途径血液生理意义①乳酸再利用，避免了乳酸的损失。②防止乳酸的堆积引起酸中毒。第七节 血糖及其调节 Blood Glucose and The Regulation of Blood Glucose Concentration 主要调节激素降低血糖：胰岛素(insulin) 升高血糖：胰高血糖素(glucagon) 、糖皮质激素、肾上腺素* 主要依靠激素的调节复习题：1 、简述丙酮酸糖异生过程（如何克服膜障、能障）2 、TAC 特点3 、PPP 的生理意义4 、比较糖酵解与有氧氧化的异同5 、胰高血糖素是如何调节糖原合成与分解的丙酮酸丙酮酸苹果酸草酰乙酸苹果酸草酰乙酸PC 磷酸烯醇式丙酮酸PEPCK 1,3- 二磷酸甘油酸3- 磷酸甘油酸2- 磷酸甘油酸3- 磷酸甘油醛-ATP F-1,6-2P 果糖二磷酸酶F-6-P G-6-P 葡萄糖葡萄糖6磷酸酶乳酸丙酮酸胞液线粒体占7％占93 ％糖原分子中的两种连接键糖原（glycogen ）糖原（glycogen ）非还原末端无数个，Gn 合成、分解的起始点还原末端1 个一、糖原合成(glycogenesis) 1. 概念：由单糖合成糖原的过程2. 主要器官：肝、肌3. 反应部位：胞液4. 反应过程：包括G数目增加、分支点增加5. 　关键酶：糖原合酶6.G 活性形式（G供体）：UDPG 1. 葡萄糖磷酸化生成6- 磷酸葡萄糖糖原合成途径glucokinase 2. 6- 磷酸葡萄糖转变成1- 磷酸葡萄糖3. 尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG ）生成* UDPG可看作“活性葡萄糖”，在体内充作葡萄糖供体。ΔG°( 33.5 KJ/mol) 焦磷酸糖原n + UDPG 糖原n+1 + UDP 糖原合酶4. α-1,4- 糖苷键式结合糖原合酶不能起始糖原的从头合成5. 糖原分枝的形成糖原引物糖原合酶至少11 个葡萄糖残基6～7 个葡萄糖残基4 个葡萄糖残基远(淀粉1,4 →1,6 转葡糖基酶) 分支酶糖原二、糖原分解(glycogenolysis) 　　概念：肝糖原分解成为葡萄糖的过程反应部位：胞液反应过程：包括G数目减少、分支点减少　关键酶：磷酸化酶1. 糖原磷酸化酶2. 糖原脱支酶脱支酶游离葡萄糖G-1-P: ～85% , 主要产物游离葡萄糖: ～15% 3. 磷酸葡萄糖变位酶4. 葡萄糖-6- 磷酸酶6- 磷酸葡萄糖葡萄糖Pi 葡萄糖-6- 磷酸酶（肝）肌肉中没有糖原的合成与分解G-1-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶己糖(葡萄糖)激酶糖原n Pi 磷酸化酶葡萄糖-6- 磷酸酶（肝）糖原n 肌肉中没有三、糖原合成、分解的生理意义肝糖原：作为糖的储备，维持血糖浓度恒定肌糖原：作为一种燃料用于产生ATP 四、糖原合成与分解的调节糖原合酶、磷酸化酶受变构、共价修饰双重调节。1. 共价调节磷酸化酶E E P 磷酸化酶b低活性磷酸化酶a高活性磷酸化酶b激酶磷蛋白磷酸酶糖原合酶E E P 蛋白激酶A （PKA ）磷蛋白磷酸酶糖原合酶a高活性糖原合酶b低活性磷酸化酶b激酶E E P 低活性高活性蛋白激酶A（PKA ）磷蛋白磷酸酶腺苷酸环化酶无活性PKA 有活性PKA G蛋白偶联受体肾上腺素或胰高血糖素G蛋白cAMP 腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（有活性）胰高血糖素+ 受体ATP cAMP PKA ( 无活性) 磷酸化酶b激酶糖原合酶糖原合酶-P PKA ( 有活性) 磷酸化酶b 磷酸化酶a-P 磷酸化酶b激酶-P 糖原分解加强糖原合成抑制G蛋白+ 概念：肝中由非糖物质（如有机酸、甘油、生糖氨基酸）转变为G或Gn 的过程主要器官：肝、肾（饥饿、酸中毒）酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；Glc G-6-P F-6-P F-1,6-2P ATP ADP ATP ADP 1,3- 二磷酸甘油酸3- 磷酸甘油酸2- 磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3- 磷酸甘油醛ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 丙酮酸草酰乙酸PEP ATP ADP CO2 ①GTP GDP CO2 ②①丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase) ，辅酶为生物素（反应在线粒体）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK) （反应在线粒体、胞液）丙酮酸丙酮酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶ATP + CO2 ADP 苹果酸NADH NAD+ 天冬氨酸谷氨酸α- 酮戊二酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP + CO2 线粒体胞液膜障磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸草酰乙酸PEPCK PK PC +ATP -ATP -GTP 丙酮酸羧化支路2. 1,6- 双磷酸果糖转变为6- 磷酸果糖果糖双磷酸酶（肝、肾）当细胞内ATP↑Ala↑PFK-1 PK F-1,6- 2P↓PK ↓F-6-P↑、G-6-P↑HK↓糖酵解↓三、糖酵解生理意义1. 机体缺氧下快速供能主要方式2. 某些正常组织获能方式（红细胞、视网膜等）G G-6-P ATP ADP 己糖激酶ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸激酶四、糖酵解小结第三节 糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate 概念：体内G或Gn 在有氧条件下彻底分解成CO2 、H2O 的过程。总反应式：C6H12O6 ＋6O2 6H2O ＋6CO2 ＋686Kcal(30 或32ATP) 一、有氧氧化的反应过程酵解途径丙酮酸氧化脱羧三羧酸循环及氧化磷酸化胞液途径线粒体途径总反应式: （二）丙酮酸的氧化脱羧生成乙酰CoA 24 24 12 丙酮酸脱氢酶复合体的组成酶E1 ：丙酮酸脱氢酶E2 ：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3 ：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoA NAD+ 辅酶TPP 硫辛酸（) HSCoA FAD, NAD+ S S L 含有VB1 、VB2 、VPP 、硫辛酸、泛酸柔软长臂(tricarboxylic acid cycle TCAC) Hans Krebs （三）乙酰CoA 进入三羧酸循环以及氧化磷酸化反应过程共有8步反应单向反应脱氢、脱羧、单向NADH NADH FADH2 NADH 琥珀酰CoA 琥珀酸底物水平磷酸化琥珀酸延胡索酸** 琥珀酸脱氢酶辅基FAD TCA 中唯一在内膜上琥珀酸脱氢酶二、TCAC 小结1. 反应部位：2. TCAC 每循环一次脱羧二次产生2 CO2 脱氢四次产生3 NADH ＋1 FADH2 底物水平磷酸化一次产生1 GTP ＝1 ATP 3. ATP 的情况氧化磷酸化、底物水平磷酸化3 NADH ＋FADH2 ＋ATP ＝2.5 3＋1.5 1＋1＝10ATP 方式：数目：**1 分子乙酰CoA 经TCAC 彻底氧化：产生10 分子ATP 1分子丙酮酸彻底分解产生多少ATP ？NADH+H+ H2O 、2.5ATP [O] H2O 、1.5ATP FADH2 [O] ** 线粒体中1分子NADH ，FADH2 与ATP 关系** 胞液中1分子NADH 与ATP 关系＝1.5 ～2.5ATP 4. TCAC 是一个不可逆的过程5. 草酰乙酸起催化剂的作用6. 关键酶：柠檬酸合酶、IDH 、-KG 脱氢酶复合体TCAC 最关键的酶是三大物质联系的枢纽是三大营养素彻底分解的最终代谢通路7. TCAC 的生理意义NADH+H+ H2O 、2.5ATP [O] H2O 、1.5ATP FADH2 [O] ** 线粒体中1分子NADH ，FADH2 与ATP 关系** 胞液中1分子NADH 与ATP 关系＝1.5 ～2.5ATP 胞液阶段：2ATP + 2NADH ＝2+3or5 ＝5～7ATP 线粒体阶段：2[NADH + (3NADH+FADH2+ GTP ）]＝2（12.5 ）＝25ATP 总计＝30 ～32ATP 1分子葡萄糖有氧氧化产生ATP 的情况将所有与能量有关的步骤总结糖酵解丙酮酸氧化脱羧三羧酸循环总反应式：C6H12O6 ＋6O2 6H2O ＋6CO2 ＋686Kcal(30 或32ATP) 方式：氧化磷酸化、底物水平磷酸化数目：1分子G彻底分解产生30 或32 分子ATP 方式数目生理意义关键酶ATP 终产物对氧需求反应部位有氧氧化糖酵解五、巴士德效应(Pasteur effect) 概念：指糖的有氧氧化对糖酵解的抑制作用第四节  葡萄糖的其他代谢途径 一、磷酸戊糖途径生成NADPH 和磷酸戊糖 Pentose Phosphate Pathway PPP 途径1、反应过程反应部位：　胞液氧化阶段非氧化阶段5- 磷酸木酮糖C5 5- 磷酸木酮糖C5 7- 磷酸景天糖C7 3- 磷酸甘油醛C3 4- 磷酸赤藓糖C4 6- 磷酸果糖C6 6- 磷酸果糖C6 3- 磷酸甘油醛C3 6- 磷酸葡萄糖(C6)×3 6- 磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3 6- 磷酸葡萄糖酸(C6)×3 5- 磷酸核酮糖(C5) ×3 5- 磷酸核糖C5 3NADP+ 3NADPH+3H+ 6- 磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+ 3NADPH+3H+ CO2 2、生理意义产生了5 －磷酸核糖和NADPH ㈠为核酸的生物合成提供核糖㈡提供NADPH 作为供氢体参与多种代谢反应NADPH 是体内许多合成代谢的供氢体，如脂肪酸NADPH 参与体内羟化反应，如生物转化3. NADPH 能维持谷胱甘肽的还原状态GSH 过氧化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH 还原酶NADPH+H+ NADP+ * * 糖代谢Metabolism of Carbohydrates 第四章中南大学生化教研室龙苏糖即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。Cn(H2O)n 糖的化学（一）糖的概念（二）糖的分类及其结构根据水解产物情况，糖可分为四大类单糖:凡不能被水解成更小分子的糖寡糖：凡能水解成少数（2～6）单糖分子的糖多糖：凡是能水解成多个单糖分子的糖结合糖：与非糖物质结合的糖** 单糖葡萄糖(glucose) ——已醛糖核糖(ribose) ——戊醛糖蔗糖：葡萄糖果糖麦芽糖乳糖：葡萄糖半乳糖** 寡糖常见的几种二糖有** 多糖常见的多糖有淀粉(starch) 糖原(glycogen) 纤维素(cellulose) 第一节 概述Introduction 一、糖的生理功能氧化供能作为人体主要碳源重要组成成分磷酸戊糖途径淀粉（少量二糖蔗糖、乳糖）小肠胰淀粉酶（作用－1，4糖苷键）线性和分支的寡糖（极限糊精）小肠粘膜细胞刷状缘各种酶如麦芽糖酶、－糊精酶、蔗糖酶、乳糖酶单糖（主要是葡萄糖）小肠上段吸收通过门静脉肝脏合